Petrogenesis of rare-element pegmatites in the Olary Block, South Australia, part 2. Fluid inclusion study

Summary Fluid inclusions were investigated in quartz, beryl, apatite and triplite from the border and intermediate zones and core of pegmatites within the Proterozoic Olary Block, South Australia. Three compositionally distinct types of inclusions were recognized including pure CO₂ inclusions, mixed H₂O-CO₂ inclusions, and aqueous inclusions with some of them containing a solid phase. Three fluid events occurred during pegmatite formation and subsolidus alteration. Initial fluids are characterised by a low to intermediate salinity (4.1 to 23.4wt% NaCl equivalent), and a composition of about 10 mole% CO₂, 4.2 mole% NaCl equivalent, and 85.6 mole% H2O. Fluids were trapped as homogeneous H₂O-CO₂ phases. The second pulse of fluids was of intermediate to high salinity at 11 to 33 wt% NaCl equivalent. These fluids were most likely trapped as separated CO₂ and H₂O phases. Finally, intermediate to high salinity fluids of post-pegmatite origin with approximately 15 to 30 wt % NaCl equivalent were introduced. The P-T regime for the three fluid events has been estimated at 520° to > 650 °C and 2 to 5 kbars, 400° to 650 °C and 1.8 to 3.3 kbars, and 380° to 480°C and 2.0 to 2.6 kbars, respectively. These conditions indicate a declining pressure path implying a tectonic uplift of the Olary Block during successive fluid emplacements.

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Petrogenese von Seltenelementpegmatiten im Olary Block, Südaustralien, Teil 2. Untersuchung der Flüssigkeitseinschlüsse

Zusammenfassung Flüssigkeitseinschlüsse wurden in Quarz, Beryll, Apatit und Triplit von Rand-, Zwischen- und Kernzonen in Pegmatiten des proterozoischen Olary Blocks, Südaustralien, untersucht. Drei Typen von Flüssigkeitseinschlüssen mit verschiedenen Zusammensetzungen wurden erkannt: reine CO₂ Einschlüsse, gemischte H₂O-CO₂ Einschlüsse und wässerige Einschlüsse, wobei einige von diesen feste Einschlüsse aufweisen. Drei Fluid Ereignisse sind den Stadien der Pegmatitbildung und Subsolidus-Alteration zuzuordnen. Die erste Fluidgeneration ist durch geringe bis intermediäre Salinität(4.1 bis 23.4 Gewichts% NaCI Äquivalent) und eine Zusammensetzung von ungefähr 10 Mol % CO₂, 4.2 Mol% NaCl Äquivalent und 85.6 Mol% H₂O charakterisiert. Diese Fluide wurden als homogene H₂O-CO₂ Phasen eingeschlossen. Der zweite Puls von Fluiden war von intermediärer bis hoher Salinität (11 bis 33 Gewichts.% NaCI Äquivalent). Diese Fluide wurden wahrscheinlich als entmischte H₂O und CO₂ Phasen eingeschlossen. Zum Schluß wurden Fluide postpegmatitischen Ursprungs mit intermediärer bis hoher Salinität zugeführt (15 bis 30 Gewichts% NaCI Äquivalent). Der P-T Bereich für die drei Fluid-Ereignisse ist mit 520° bis > 650 °C und 2 bis 5 kbar, 400° bis 650 °C und 1.8 bis 3.3 kbar, und 380° bis 480°C und 2.0 bis 2.6 kbar abgeschätzt worden. Dies weist auf abnehmenden Druck hin und deutet damit eine tektonische Hebung des Olary Blocks während sukkzessiver Fluid-Platznahmen an.

     

Fluid-rock interaction in the Mo-bearing Nebelstein greisen complex,Bohemian Massif (Austria)

Summary In the Nebelstein area, molybdenite-bearing greisens occur together with peraluminous leucogranites. In the compositional change of the granites to the greisens, there is an almost complete loss of Na, combined with a decrease in Ca, Mg, Sr, and Ti concentrations. The progressive alteration is reflected by lower homogenization temperatures and increasing salinity in aqueous fluid inclusions. The fluid regime prior to greisenization was water-dominated with low salt contents, while the early stage of the greisen development was characterized by a mixed fluid containing carbon dioxide and water. This was succeeded by a moderate saline aqueous fluid which caused the mineralization by exchange of metal ions for Na⁺(Ca²⁺, K⁺). A negative correlation between salt content in fluid inclusions and Na₂O concentrations in the bulk rocks supports this model. Mass balance calculations for this interaction yield a minimum fluid-rock ratio of approximately 2 : I. Greisenization took place at a minimum pressure of 180 MPa (1.8 kb) and in a temperature range between 200 and < 400 °C.

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Fluid-Gestein-Wechselwirkung in dem Molybdänit führenden Greisenkomplex Nebelstein, Böhmische Masse (Österreich)

Zusammenfassung Die Molybdänglanz führenden Greisengesteine des Nebelsteins sind an peraluminöse Granite gebunden. Bei der Alteration der Granite ist für den Übergang Biotitgranit zu Greisen eine weitestgehende Verarmung an Na zu beobachten, gleichzeitig nehmen auch die Gehalte an Ca, Mg, Sr und Ti ab. Die fortschreitende Greisenbildung dokumentiert sich in den wäßrigen Flüssigkeitseinschlüssen durch steigende Salinität bei sinkenden Homogenisierungstemperaturen. Die fluide Phase war vor der Greisenbildung H₂O dominiert und niedrig salinar. Der Beginn der Alterationsprozesse ist durch CO₂ und H₂O hältige Fluide gekennzeichnet. Danach folgt ein Anstieg der Salinität, der auf den Austausch von Metallchloridlösungen gegen Na⁺, K^- und Ca^2- zurückgeführt wird. Dies läßt sich durch eine negative Korrelation der Salinität in den Flüssigkeitseinschlüssen mit dem Na-Gehalt der Gesteine belegen. Daraus wurde die Volumsbeziehung der den Granit durchströmenden fluiden Phase relativ zum Gestein mit mindestens 2 : 1 abgeleitet. Die Mineralisation fand bei einem Minimaldruck von 1,8 kb in einem Temperaturbereich von 200 - < 400 °C statt.

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This paper was presented at the IGCP 291 Project Symposium Metamorphic Fluids and Mineral Deposits, ETH Zürich, March21–23,1991.     

Fluid inclusions related to Variscan and Alpine metamorphism in the Austroalpine Ötztal Basement, Eastern Alps

Summary The Austroalpine Ötztal Basement (AOB) was affected by three metamorphic events during the Caledonian (ca. 450 Ma), Variscan (ca. 320 Ma) and Eo-Alpine (ca. 90 Ma) orogeny. The Variscan and Alpine events are clearly distinguished in terms of pressure and temperature evolution. Significant differences were observed between textures and densities of fluid inclusions of Variscan and Alpine age. Microthermometric and Raman spectroscopic investigations were done on fluid inclusions entrapped in garnet, apatite and quartz. Apatite hosts fluid inclusions of Variscan age which re-equilibrated during the Alpine overprint. Variscan garnets from metasedimentary rocks contain fluid inclusions, which were entrapped during isothermal decompression after the Variscan amphibolite facies temperature peak. The crystallinity of graphite coatings on the walls of fluid inclusions in Variscan garnets from orthogneisses as determined by Raman spectrosocopy indicates formation temperatures in excess of 550 °C. Superdense CO₂ inclusions in quartz indicate isobaric cooling after the Alpine metamorphic temperature peak. The textures and the high density of late aqueous inclusions suggest their entrappment during the Alpine event. Raman spectra from hydrohalite and antarcticite support the presence of Na and Ca in the Variscan metamorphic fluid. Metasomatic reactions involving feldspars lead to the enrichment of these two elements in the fluid phase. The similarities of the chemical compositions of the metamorphic fluids within Variscan and Alpine inclusions suggest minor compositional changes with time and corroborate efficient rock buffering of the fluids. The combination of data from fluid inclusions, petrographic observations and published geothermobarometric data yields an improved and more detailed picture of the Variscan and Alpine metamorphic P-T evolution.

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Flüssigkeitseinschlüsse im Zusammenhang mit variszischer und alpidischer Metamorphose im Ötztalkristallin (Ostalpen)

Zusammenfassung Das Ötztalkristallin wurde von drei Metamorphoseereignissen während der kaledonischen (ca. 450 Ma), variszischen (ca. 320 Ma) und alpidischen (ca. 90 Ma) Gebirgsbildung Beeinflußt. Die variszischen und alpidischen Ereignisse sind in Bezug auf ihre Druck- und Temperaturentwicklung eindeutig unterscheidbar. Deutliche Unterschiede wurden in den Texturen und den Dichte variszischer und alpidischer Flüssigkeitseinschlüsse beobachtet. Mikrothermometrische und Raman-spektroskopische Untersuchungen wurden an in Granat, Apatit und Quarz eingeschlossenen Flüssigkeitseinschlüssen durchgeführt. Apatit führt variszische Flüssigkeitseinschlüsse, die während der alpidischen Überprägung reequilibrierten. Varizischer Granat aus metasedimentären Gesteinen enthält Flüssigkeitseinschlüsse, die während der isothermalen Druckentlastung nach dem variszischen amphibolitfaziellen Temperaturhö-hepunkt eingefangen wurden. Die Kristallinität von Graphitausfdllungen an den Wänden von Flüssigkeitseinschlussen in variszischen Orthogneis-Granaten wurde mit Raman Spektroskopie bestimmt und zeigt Bildungstemperaturen über 550°C an. Hochdichte CO₂-Einschlfisse in Quarz zeigen isobares Abkühlen nach dem alpidischen Metamorphosehöhepunkt an. Die Texturen und die hohe Dichte von späten wässrigen Einschlussen legen deren Einfangen während des alpidischen Ereignisses nahe. RamanSpektren von Hydrohalit und Antarcticit unterstützen das Vorhandensein von Na und Ca im variszisch metamorphen Fluid. Metasomatische Reaktionen unter Beteiligung von Feldspat führten zur Anreicherung dieser beiden Elemente in der fluiden Phase. Die Ähnlichkeiten den chemischen Zusammensetzung des metamorphen Fluides in variszischen und alpidischen Einschlussen legt eine geringe zeitliche Änderung der Zusammensetzung nape und bestätigt eine effiziente Bufferung den Fluide durch das Gestein. Die Kombination von Flüssigkeitseinschlußdaten, petrographischer Beobachtung und Geothermobarometrie aus der Literatur liefert ein verbessertes und detailiertes Bild der variszischen und alpidischen metamorphen P-T Entwicklung.

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With 8 Figures     

Fluid inclusion studies of hydrothermally altered archaean granites around the Witwatersrand Basin

Summary Hydrothermally altered granitic rocks occur along the northern and northwestern edge of what is classically termed the Witwatersrand Basin. Pyrite, chalcopyrite, sphalerite, molybdenite, galena, wurtzite and other sulphides were deposited during this hydrothermal alteration, as were uranium and REE-rich nodules of carbonaceous matter and free gold. Heating and freezing data from secondary fluid inclusions in igneous quartz as well as primary fluid inclusions in vein quartz and carbonate indicate that two main groups of aqueous fluid inclusions exist. The first group has a range of final melting temperatures from 0 °C to –9 °C, corresponding to salinities between 0 and 13 equivalent wt.% NaCl. Homogenization occurred at temperatures between 130 °C and 230 °C. The second group of inclusions generally have final melting temperatures between –14 °C and –26 °C, with salinities ranging between 12 and 30 equivalent wt.% NaCl. Homogenization temperatures range from 120 °C to about 170 °C. The low initial melting temperatures of -60°C to –35°C and SEM-EDX analyses of encrustations formed after evaporation of fluid in opened inclusions indicate as additional components Ca, Cl and S. Rare clathrate melting in both types of fluids indicate the presence of CO₂, CH₄ or some other clathrate compound. The low salinity fluids are interpreted to be of a meteoric, seawater or metamorphic origin, whereas the highly saline fluids are thought to be connate brines or highly evolved formation waters.Zusammenfassung Hydrothermal veränderte granitische Gesteine kommen am nördlichen und nordwest-lichen Rand von dem vor, was man klassisch als Witwatersrand-Becken bezeichnet. Während dieser hydrothermalen Umwandlung wurden Pyrit, Kupferkies, Zinkblende, Molybdänglanz, Bleiglanz, Wurtzit und andere Sulfide abgesetzt, ebenso Uran- und SEE-reiche Knollen aus kohliger Substanz und Freigold. Erhitzungs- und Ausfrierdaten von sekundären Fluideinschlüssen in Gesteinsquarz, ebenso wie von primären Fluideinschlüssen in Gangquarz und Karbonat weisen darauf hin, daß zwei Hauptgruppen von wäßrigen Fluideinschlüssen existieren. Der Bereich der finalen Schmelztemperaturen der ersten Gruppe liegt zwischen 0 °C und –9 °C, was einer Salinität zwischen 0 und 13 äquiv. Gew.-% NaCl entspricht. Homogenisierung erfolgte bei Temperaturen zwischen 130 °C und 230 °C. Die zweite Gruppe von Einschlüssen hat im allgemeinen finale Schmelztemperaturen zwischen –14 °C und –26 °C, mit Salinitäten, die sich zwischen 12 und 30 äquiv. Gew.-% NaCl bewegen. Die Homogenisierungstemperaturen variieren von 120 °C bis ungefähr 170 °C. Die niedrigen initialen Schmelztemperaturen von –60 °C bis –35 °C und SEM-EDX-Analysen von Inkrustationen, die sich nach der Verdunstung der Flüssigkeit in geöffneten Einschlüssen bilden, weisen auf Ca, Cl und S als weitere Bestandteile. Gelegentliches Clathratschmelzen in beiden Typen von Fluiden zeigt die Anwesenheit von CO₂, CH, und einigen anderen Clathratbildnern. Die niedrigsalinaren Fluide werden als von meteorischem, Seewasser oder metamorphem Ursprung gedeutet, während die hochsalinaren Fluide als con.nate brines oder sehr gereifte Formationswässer angesehen werden.

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Studien an Fluideinschlüssen hydrothermal veranderter archaischer Granite um das Witwatersrand-Becken

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With 8 Figures     

Fluid inclusion, stable isotope and Ar-Ar evidence for the age and origin of gold-bearing quartz veins at Mont Chemin, Switzerland

Summary A new Swiss gold occurrence at Mont Chemin, comprising gold-bearing quartz veins, displays many characteristics that are typical of mesothermal gold deposits within the Alps and globally. The most notable of these features are: i) the presence of NaCl-H₂O-CO₂-bearing fluid with an XCO₂ of approximately 0.016 and NaCl equivalents in the range 4.6 to 10.6 weight percent, ii) greenschist formational temperatures and pressures in the range 265-285 °C and 700-1400 bars; and iii) the proximity of the occurrence to the Rhone-Simplon Line, a deep crustal structure in the Swiss Alps.Corrected Ar-Ar data for hydrothermal adularia, considered to be contemporaneous with mineral deposition from the gold-bearing fluid, yields an age of 9.9 ±1.0 Ma. Geothermal gradients and uplift rates derived from the Ar-Ar age data and the geothermometry are in agreement with existing data for this region, and indicate that the hydrothermal activity at the Mont Chemin gold occurrence records one of the last Alpine metamorphic events in the northeastern Mont Blanc massif.Temperature estimates from fluid-muscovite-quartz-feldspar equilibrium and oxygen isotope thermometry of coexisting adularia and quartz are combined with the fluid inclusion isochores to derive depositional pressures. These data yield geothermal gradients on the order of 50 °C/km and uplift rates of 0.44 mm/a for the NE portion of the Mont Blanc massif.

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Evidenz aus Flüssigkeitseinschluß-, stabilen Isotopen- und Ar- Ar Daten fü r das Alter und den Ursprung Gold führender Quarzgänge am Mont Chemin, Schweiz

Zusammenfassung Ein neues Schweizer Goldvorkommen am Mont Chernin, es handelt sich um Goldführende Quarzgänge, zeigt viele Charakteristika, die für mesothermale Goldlagerstätten der Alpen und weltweit typisch sind: i) Die Anwesenheit von NaCl-H₂O-CO₂ Fluiden mit einem XCO₂ von ca. 0.016 und NaCl zwischen 4.6 und 10.6 Gew. % Äquiv.ii) Grünschieferfazielle Bildungstemperaturen und -drucke von 265-285°C bzw. 7001400bar. iii) Die Nähe der Vorkommen zur Rhone-Simplon Linie, einer tiefgreifenden Struktur in der Kruste der Schweizer Alpen.Korrigierte Ar-Ar Daten von hydrothermalem Adular, der als zeitgleich mit den Minerallagerstätten gebildet, angesehen wird, ergaben ein Alter von 9.9 ± 1.0 Ma. Die aus aus den Ar-Ar Daten bestimmten geothermalen Gradienten und Hebungsraten und die Ergebnisse der Geothermometrie stimmen mit bisher existierenden Daten aus dieser Region überein und zeigen, daß die hydrothermale Aktivität in den Goldvorkommen des Monte Chemin eines der letzten alpidischen metamorphen Ereignisse im nordöstlichen Mont Blanc Massiv darstellt.Temperaturabschätzungen aus Fluid-Muscovit-Quarz-Feldspat Gleichgewichten und Sauerstoffisotopen-Thermometrie an koexistierendem Quarz und Adular werden mit den Isochoren der Flüssigkeitseinschlüsse kombiniert, um die Bildungsdrucke abzuleiten. Diese Daten ergeben geothermische Gradienten in der Größenordnung von ca. 50 °C/km und Hebungsraten von 0.44 mm/Jahr für den Nordostteil des Mont Blanc Massives.

     

Evolution of gold mineralization in the Ashanti Gold Belt,Ghana: Evidence from carbonate compositions and parageneses

Summary Ankerite, siderite, calcite and magnesite occur in variable proportions within all host and mineralized rocks of the Bogosu and Prestea mining districts of the Ashanti Gold Belt, Ghana. The compositions of coexisting ankerite-siderite grains establish that complex rhythmically zoned growth banding and replacement textures are present. This compositional variation is attributed to episodic fluctuation in the temperature and composition of fluids in the Bogosu-Prestea mesothermal gold system. Temperatures derived from the ankerite-siderite composition geothermometer are generally consistent with those from calcite-dolomite, arsenopyrite, carbon and oxygen stable isotope, and fluid inclusion geothermometers, and are about 360°C for the metamorphic peak, 400 to 350°C for carbonate alteration of mafic dikes, and 340 to 140°C for gold deposition. The latter range occurs on a thin-section scale and represents separate pulses of fluid in the ore conduit.

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Entstehung der Goldvererzung im Ashanti Gold Belt, Ghana: Rückschlüsse aus Karbonat zusammensetzungen und Paragenesen

Zusammenfassung In allen Wirtsgesteinen und mineralisierten Gesteinen der Bergbaureviere von Bogosu und Prestea im Ashanti Gold Belt, Ghana treten Ankerit, Siderit, Calcit und Magnesit in unterschiedlichen Verhältnissen auf. Die Zusammensetzung von koexistierenden Ankerit-Siderit-Körnern zeigt eine komplexe, rhythmisch zonierte Wachstumsstreifung und Verärdngungsstrukturen. Diese Änderungen in der Zusammensetzung sind auf episodische Fluktuationen der Temperatur und der Zusammensetzung der Fluide im mesothermalen Goldsystem von Bogosu-Prestea zurückzuführen. Temperaturen nach dem Ankerit-Siderit-Geothermometer stimmen im allgerneinen mit jenen aus Geothermometern, die auf Calcit-Dolomit, Arsenopyrit, den stabilen Isotopen von Kohlenstoff and Sauerstoff und auf Flüssigkeitseinschlüssen beruhen, überein. Sie liegen bei rund 360°C für den Höhepunkt der Metamorphose, bei 400 bis 350°C für die Karbonat Alteration der matischen Gänge and bei 340 bis 140°C für die Gold-Fällung. Der letztgenannte Bereich tritt in Dünnschlif Maßstab auf and repräsentiert einzelne Schübe von Fluid in den Erzgängen.

     

Mineralogy and fluid inclusion studies of the Au-Cu quartz veins in the Hamash area, South-Eastern Desert, Egypt

Summary Field relations, petrographic observations and fluid inclusion data are used to characterize the mineralizing fluids of gold-copper bearing quartz veins, which are spatially associated with a granite-porphyry, metavolcanics and metagabbro in the Hamash area, South Eastern Desert of Egypt. Four generations of genetically related quartz veins occur in the Hamash mine area. Two types of alteration are developed in vicinity of quartz veins; i.e., sericite-quartz-pyrite and chlorite-epidote-pyrite-sericite alteration. Fe-Cu sulfides in the veins were precipitated in two stages, early pyrite (PI) and chalcopyrite were altered to secondary chalcocite, bornite and digenite and a second generation of pyrite (PII and PIII). PI pyrite and quartz contain inclusions of gold as well as remobilized gold along cracks and microfractures. Two types of fluid inclusions are distinguished: 1) primary H₂O-CO₂-CH₄-NaCl inclusions (type I) and 2) primary and secondary aqueous inclusions (type II). Type II is further subdivided by the inclusions occurrence within different vein types. Type I inclusions entrapped the endmembers of an unmixed fluid which consists of an aqueous phase and a CO₂-rich gas phase, respectively. The entrapment conditions of approximately 250°C and 200 bars were estimated by intersecting the isochores of the two coexisting aqueous and CO₂-rich fluids and indicate a shallow crustal level. The salinity of type IIa inclusions is generally low (< 9 wt.% NaCl_eq), they homogenize above 234°C and included heterogeneous and homogeneous fluids over a wide pressure range. Homogenization temperatures of type IIb inclusions vary between 102° and 284 °C, their assumed entrapping temperatures are 200°C and 110°C, respectively. The four generations of quartz veins are related with different inclusion types. The metals including primary gold were probably transported as bisulfide complexes and precipitated due to wallrock sulfidation, fluid mixing and phase separation. The Hamash Au-Cu mineralization shows a combination of porphyry- and epithermal-deposits characteristics.

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Mineralogie und Flüssigkeitseinschlußuntersuchungen an Au-Cu Quarzgängen im Hamash Gebiet, Südöstliche Wüste, Ägypten

Zusammenfassung Geländebeziehungen, petrographische Beobachtungen und Untersuchungen an Flüussigkeitseinschlüssen erlauben die Charakterisierung der mineralisierenden Fluide in Gold-Kupfer-führenden Quarzgängen, die mit einem Porphyr-Granit und einem Gabbro im Hamash Gebiet der südöstlichen Wüste von Ägypten assozüert sind. Vier Generationen von Quarzgängen kommen im Gebiet der Hamash Mine vor. Zwei Alterationstypen sind in der Nähe der Quarzgänge ausgebildet: Serizit-Quarz-Pyrit und Chlorit-Epidot-Pyrit-Serizit Alteration. Die Fe-Cu-Sulfide in den Gängen wurden in zwei Etappen ausgefällt, früh kristallisierter Pyrit (PI) und Kupferkies wurden zu sekundärem Chalkosin, Bornit und Digenit sowie einer zweiten Generation von Pyrit (PII und PII) umgewandelt. PI Pyrit und Quarz enthalten sowohl Gold-Einschlüsse als auch remobilisiertes Gold entlang von Spalten und Mikrobrüchen. Zwei Typen von Flüssigkeitseinschlussen wurden unterschieden: 1) primäre H₂O-CO₂-CH₄-NaCl Einschlusse (Typ 1), 2) primäre und selcundäre wäßrige Einschlusse (Typ II). Typ I Einschlusse schlossen die Endglieder eines entmischten Fluides ein, das aus einer wässrigen bzw. einer CO₂-reichen Gasphase bestand. Die Einschlußedingungen von ungefähr 250°C und 200 bar wurden durch den Schnittpunkt der Isochoren der beiden koexistierenden Fluide bestimmt und zeigen einen seichten Krustenbereich an. Die Salinität von Typ Ila Einschlussen ist generell niedrig (<9 Gew.% NaCl_eq), sie homogenisieren uber 234 °C und schlossen heterogene und homogene Fluide über einen großen Druckbereich ein. Die Homogenisationstemperaturen von Typ IIb Einschlussen variieren zwischen 102° und 284°C, ihre angenommenen Einfangtemperaturen liegen bei 200 °C bzw 110 °C. Die vier Generationen von Quarzgängen stehen in Zusammenhang mit den verschiedenen Typen von Flussigkeitseinschlussen. Die Metalle, einschließlich des primaären Goldes, wurden wahrscheinlich als BisulphidKomplexe transportiert und auf Grund von Sulfidisierung der Nebengesteine, Fluidmischung und Phasenseparation ausgefällt. Die Hamash Au-Cu Mineralisation zeigt eine Kombination von Porphyr- und Epithermal-Lagerstätten Charakteristika.

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With 6 Figures     

Characteristics of post-depositional fluids in the Witwatersrand Basin

Summary Four metamorphic/hydrothermal fluid systems were identified in detailed microthermometric and spectroscopic investigations carried out on fluids trapped in late-stage quartz veins sampled throughout the Witwatersrand Basin. These include aqueous, H₂O-CO₂-rich, H₂O-CH₄-CO₂-rich and CH₄-N₂-rich fluids. Early inclusion populations are dominated by H₂O- and CO₂-rich fluid systems. Cross-cutting these early fluid populations are trails of inclusions that contain CH₄, C₂H₆, N₂, H₂ and H₂S (vapour-rich inclusions). Fault-related quartz veins, in particular, are characterized by these later fluid types. A common feature of some of these later fluids is the presence of hydrocarbons and daughter crystals. A very late phase of aqueous fluids occurs in most samples as transgranular inclusion trails. P-V T-X considerations as well as chlorite geothermometry, mineral assemblages and burial conditions suggest entrapment temperatures of between 200°C and 400°C and locally up to 500°C. Fluid chemistry suggests that the post-depositional C-O-H fluids affecting the sediments have oxygen fugacities between Q-F-M and Ni-NiO in the range 300°C to 400°C. This accounts for the widespread preservation of detrital uraninite and gold remobilization along major fluid conduits.

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Charakterisierung von post-sedimentären Fluiden im Witwatersrand-Becken

Zusammenfassung Vier verschiedene Arten von metamorphen/hydrothermalen Flüssigkeitseinschlüssen wurden im Zuge von detaillierten mikrothermometrischen und spektroskopischen Untersuchungen an Flüssigkeiten in Proben von spätgebildeten Quarzgängen aus dem Gesamtbereich des Witwatersrand-Beckens identifiziert. Bei diesen Flüssigkeiten konnten wässerige, H₂O-CO₂-reiche, H₂O-CH₄-CO₂-reiche und CH₄-N₂-reiche Typen unterschieden werden. Bei frühgebildeten Einschlüssen dominieren H₂O- und CO₂-reiche Flüssigkeiten. Die frühen Einschlüsse kommen entlang verheilter Bruchflächen vor und werden von einer späteren, gasreichen Generation durchkreuzt, die CH₄, C₂H₆, N₂, H₂, und H₂S enthält. Insbesondere Quarzgänge, die an Verwerfungen gebunden sind, enthalten Flüssigkeitseinschlüsse des letzteren Typs. Einige dieser Flüssigkeiten haben die Anwesenheit von Tochterkristallen und hydrokarbonischer Komponenten gemeinsam. Eine sehr späte Generation von wäßrigen Flüssigkeiten kommt in den meisten Proben in der Form von trans-granularen Einschlussbahnen vor. Berücksichtigung von P-V-T-X Bedingungen und Chlorit-Thermometrie, von Mineralparagenesen und Überlagerungsmächtigkeit weisen auf Bildungstemperaturen zwischen 200 und 400 °C, lokal bis zu 500 °C. Die Zusammensetzungen der Flüssigkeiten deuten an, daß die spät-bis post-diagenetischen C-O-H Flüssigkeiten, die auf die Sedimente einwirkten, Sauerstoffugazitäten im Bereich zwischen Q-F-M und Ni-NiO, für Temperaturen von 300 bis 400 °C, hatten. Dies erkärt, warum detritischer Uraninit in weiten Bereichen des Beckens auftritt und warum Remobilisierung von Gold entlang von Zonen hoher Fluidwegsamkeit stattfinden konnte.

     

Platinum-group minerals in fluid inclusions from the Marathon deposit,Coldwell Complex,Canada

Summary Platinum-group minerals (PGM) project into fluid inclusions that occur in chalcopyrite and cubanite from the Marathon deposit, Two Duck Lake gabbro, Coldwell Complex, Ontario. Semi-quantitative analyses of the micron-sized PGM were made by SEM-EDS; they reveal Ag-bearing intermetallic compounds of Pd₃Sn-Pd₃Pb-Pd₃Te (i.e., atokitezvyagintsevite-keithconnite) and telargpalite (Pd₂AgTe) on broken, irregular surfaces of the Cu-Fe-S minerals. Halite daughter minerals, and quenched brine occur in and around some opened fluid inclusions. These data confirm the hypothesis based on petrography and mineral compositions that saline fluids remobilized PGE, Cu, and other elements and precipitated them well after crystallization of sulfide and silicate magmas in the Marathon deposit.

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Platin-Gruppenminerale in Flüssigkeitseinschlüssen aus der Marathon Lagerstdtte, Coldwall Komplex, Kanada

Zusammenfassung Platin-Gruppenminerale (PGM) ragen in Flüzssigkeiteinschliisse, die im Kupferkies und Cubanit der Marathon Lagerstätte, Two Duke Lake Gabbro, Coldwell Komplex, Ontario, vorkommen, hinein. Semiqantitative Analysen der mikrongroßen PGM wurden mit einem SEM-EDS durchgeführt. Sie ergaben Ag-führende, intermetallische Verbindungen von Pd₃Sn-Pd₃Pb-Pd₃Te (Atokit-Zvyagintsevit-Keithconnit) und Telargpalit (Pd₂AgTe) auf zerbrochenen, irregulären Oberflächen der Cu-Fe-SMinerale. Steinsalz-Tochterkristalle und abgeschreckte Salzlösungen treten innerhalb und in der unmittelbaren Umgebung geöffneter Flüssigkeitseinschlüsse auf. Diese Daten bestätigen die Hypothese, basierend auf der Petrographie und der Mineralzusammensetzung, daß saline Fluida PGE, Cu und andere Elemente remobilisieren können, und daß d iese nach der Kristallisation der Sulfide und des Silikatmagmas in der Marathon Lagerstätte zur Ablagerung gekommen sind.

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With 3 Figures     

Mineralogy and fluid inclusion study of polymetallic veins in the Madjarovo ore field,Eastern Rhodope,Bulgaria

Summary The formation of the Madjarovo polymetallic ore deposit is closely related to Paleogene magmatism of intermediate character represented by subvolcanic and volcanic rocks. Six stages of vein type mineralization were established: 1. quartz-pyrite-chalcopyrite with Bi-sulphosalts; 2. quartz-hematite-chlorite with gold; 3. quartz-galena-sphalerite; 4. quartz-barite-chalcedony with Sb-sulphosalts; 5. quartz-arsenic sulphosalts; 6. calcite-siderite. Ag-bearing galena and Fe-poor sphalerite are the main minerals. Galena of early formation is Bi-bearing, while in late stages it carries more Sb. Gold was found in two generations in different parageneses. The early gold is Ag-poor and related to hematite, while the late one is Ag-rich and closely associated with quartz and sulphosalts. Three groups of sulphosalts were established: Se-bearing Bi-sulphosalts; Sb-sulphosalts, a part of them Cl-bearing, and As-sulphosalts with more or less Ag. Fluid inclusion data obtained in quartz, amethyst, sphalerite and barite from several representative ore veins show formation temperatures in the range of 370° to 150°C for different stages of mineralization. Evidence of boiling fluids suggests pressures of 70 to 180 bars which correspond to an average depth of mineralization near 1.000 m. The low salinities of the fluids (a/v 3.5 eq. wt% NaCI) indicate influx of meteoric waters during mineralization. On the basis of mineralogical and fluid inclusion data physicochemical conditions and source of the ore forming fluids are discussed.

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Mineralogie und Flüssigkeitseinschlüsse in polymetallischen Erzgngen der Lagerstätte Madjarovo, Ost-Rhodopen, Bulgarien

Zusammenfassung Die Bildung der polymetallischen Lagerstätte Madjarovo war eng verknüpft mit einem Paläogenen Magmatismus von intermediärem Charakter, der durch Subvulkanite und Vulkanite repräsentiert wird. Es wurden sechs Bildungsstadien der Gangvererzung festgestellt: 1. Quarz-Pyrit-Chalcopyrit mit Bi-Sulfosalzen; 2. Quarz-Hämatit-Chlorit mit Gold; 3. Quarz-Galenit-Sphalerit; 4. Quarz-Baryt-Chalzedon mit Sb-Sulfosalzen; 5. Quarz-As-Sulfosalze; 6. Calcit-Siderit. Ag-führender Galenit und Fe-armer Sphalerit sind die Hauptminerale. Früh gebildeter Galenit is Bi-haltig, während Galenite der späteren Bildungsstadien mehr Sb führen. Gold wurde in zwei Generationen in unterschiedlichen Paragenesen gefunden. Das Früh-Gold (Ag-arm) ist verknüpft mit Hämatit, während das Spät-Gold (Ag-reich) mit Quarz und Sulfosalzen eng assoziiert ist. Es wurden drei Gruppen von Sulfosalzen festgestellt: Se-führende Bi-Sulfosalze; Sb-Sulfosalze, die z.T. Cl-führend sind, und As-Sulfosalze mit mehr oder weniger Ag-Gehalten. Flüssigkeitseinschlüsse in Quarz, Amethyst, Sphalerit und Baryt aus mehreren repräsentativen Erzgängen zeigen Bildungtemperaturen von 370°–150°C für unterschiedliche Mineralisationsstadien. Siedende Lösungen weisen auf einen Druckbereich von 70–180 Bar hin, der einer durchschnittlichen Bildungstiefe von 1.000 m entspricht. Die durchweg niedrige Salinität der Lösungen (durchschnittlich 3.5. Gew.% NaCl äq.) wird auf einen Zufluß von meteorischen Wässern während der Mineralisation zurückgeführt. Auf der Basis der mineralogischen Ergebnisse und der Daten fluider Einschlüse werden die physikochemischen Bedingungen und die Herkunft der Erzlösungen diskutiert.

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With 4 Figures     

On distinguishing quartz of hydrothermal or metamorphogenic origin in different monomineralic veins in the eastern part of Germany

Summary Investigations were made on quartz veins in rocks of the crystalline basement of the German regions Sachsen, Thüringen and Harz Mountains in the former GDR characterizing them genetically for industrial purposes. Fluid inclusions show differences in frequency, size, shape and filling degree between hydrothermal and metamorphic quartz. Homogenization temperatures range from 200 to more than 300°C for metamorphic quartz and from about 100 to more than 250°C for hydrothermal quartz. Pressure corrected homogenization temperatures of metamorphic quartz fluid inclusions exceed 500°C but are available only for this type. Pressures determined for metamorphic quartzes range from 120 to more than 300 MPa. Cryometrically analysed salinity varies from relatively low values (about 10 equiv.-% NaCl) for metamorphic quartz to widely scattered values (8 to 26 equiv.-% NaCl) for the hydrothermal type. The results agree well with the composition of the occluded solutions determined by chemical analysis which range from 20 to 160 g/l for metamorphic quartz, and from 50 and more than 300 g/l for hydrothermal quartz. Chemistry of the metamorphic quartz inclusions is dominated by Na, Cl and HCO₃ ions, whereas Ca ions prevail in hydrothermal quartz. Some of the properties found are important for the melting behaviour of quartz in glass production.

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Zusammenfassung An Quarzgängen in Gesteinen des kristallinen Fundamentes Sachsens, Thüringens und des Harzes in der ehemaligen DDR wurden Untersuchungen zur genetischen Charakterisierung im Zusammenhang mit einer industriellen Nutzung durchgeführt. Mit Hilfe der Methoden der EinschluBforschung und ergänzender Spurenelement- und isotopengeochemischer Analysen war es möglich, Unterscheidungsmerkmale abzuleiten. Bereits mikroskopische Beobachtungen an Einschlüssen in den beiden Quarztypen zeigen Unterschiede in Häufigkeit, Größe, Form und Füllungsgrad. Die Homogenisierungs-temperaturen schwanken zwischen 200 und über 300°C für die metamorphogenen und von 100 bis über 250°C für die hydrothermalen. Druckkorrigierte Homogenisierungs-temperaturen übersteigen 500 °C bei den metamorphogen gebildeten Einschlüssen, sind aber nur für diese erhältlich. Die an den metamorphogenen Quarzen bestimmten Drücke nehmen Werte zwischen 120 bis über 300 MPa an. Die kryometrisch bestimmten Salinitäten bewegen sich zwischen niedrigen Konzentrationen (etwa 10 NaCl-Äquiv.-%) für metamorphogene und stark schwankenden (8 bis 26 NaCI Äquiv.-%) für die hydrothermalen. Diese Ergebnisse stimmen gut mit den chemischen Zusammensetzungen der eingeschlossenen Lösungen überein, die Werte zwischen 20 und 160 g/l für die metamorphogenen Quarze sowie 50 bis über 300 g/l für hydrothermale ergeben. Der Chemismus der Lösungen in metamorphogenen Quarzen zeigt dominante Na-, Cl- und HCO₃-Ionen, während in den hydrothermalen Ca-Ionen überwiegen. Einige der festgestellten Eigenschaften sind für das Einschmelzverhalten der Quarze bei der Herstellung von Silicaglas von Bedeutung.

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With 8 Figures     

A fluid inclusion study of the Sinceni rare-element pegmatites of Swaziland

Summary Fluid inclusions were studied from two groups of pegmatite minerals. One (schorl, garnet, quartz, beryl) represents the main stage of crystallization and the second (cassiterite, schorl-dravite, elbaite) formed in late-stage, mineralized units.Three fluid types were recognized. Type 1 fluid is aqueous and moderately saline with very low C0₂ contents. It forms secondary or pseudosecondary inclusions in the main-stage minerals and primary inclusions in late-stage elbaite, schorl-dravite and cassiterite. Type 2 fluid is carbonic, mixed H₂O-CO₂, and it forms secondary inclusions in main-stage quartz and beryl which were trapped at the solvus conditions (about 325°C), well below the pegmatite solidus. Type 3 fluid is aqueous, highly saline, and contains cubic daughter salts. It occurs as secondary or pseudosecondary inclusions in main-stage quartz.Isochore trajectories and independent P-T information show that inclusions of type 1 fluid in the main-stage minerals cannot be primary although many look to be so. Type 1 fluids were exsolved at a late stage of pegmatite consolidation, forming secondary inclusions in main-stage minerals and primary inclusions in tourmaline and cassiterite from mineralized units. Evidence is inconclusive whether type 2 and 3 fluids represent evolved type 1 fluid or are external fluids.

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Eine Untersuchung der Flüssigkeitseinschlüsse in den Seltenelementpegmatiten von Sinceni in Swaziland

Zusammenfassung Flüssigkeitseinschlüsse zweier Probengruppen wurden untersucht. Die eine Gruppe mit Quarz, Schörl, Granat and Beryll wurde bei der Hauptkristallisation der Pegmatite gebildet, die andere Gruppe mit Cassiterit, Schörl-Dravit und Elbait entstand in spätgebildeteten Mineralisationszonen.Drei Fluidarten wurden erkannt. Fluide vom Typ 1 sind wäßrig mit mittlerer Salinität und sehr kleinen Mengen an CO₂. Einschlüsse dieses Types sind sekundär oder pseudosekundär in Minerale, die bei der Hauptkristallisation gebildet wurden und primär in Minerale der Mineralisationszonen. Fluiden vom Typ 2 sind CO₂-H₂O-Gemische, die scheinbar primäre Einschlüsse in Quarz und Beryll bilden, welche aber an dem CO₂-H₂O Solvus (ca. 300°C) gebildet sein müßten und somit sekundär sind. Fluid vom Typ 3 ist hochsalinar mit kubischen Tochterkristallen. Sekundäre oder pseudosekundäre Einschlüsse dieses Typs finden sich in Quarz, der bei der Hauptkristallisation gebildet wurde.Die Lage der Isochoren und unabhängigen P-T-Abschätzungen zeigen, daß die Einschlüsse vorn Typ 1 nicht während der Hauptkristallisation gebildet worden sind, obwohl viele wie primär erscheinen. Daraus folgt, daß die Hauptkristallisation unter fluid-freien Bedingungen verlief. Das Magma entmischte Fluide vom Typ 1 in einem späten Stadium und die Fluide bildeten primäre Einschlüsse in Turmalin und Kassiterit der Mineralisationszonen. Es ist unklar, ob die Fluide der Typen 2 und 3 einer weiteren Entwicklung des Typs 1 entsprechen oder ob sie externe Fluide darstellen.

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With 4 Figures     

Gold-Silver vein mineralization at Tyndrum,Scotland

Summary Electrum, hessite, petzite and sylvanite have been recorded from veins at Tyndrum, Scotland. Electron probe micro-analyses have also revealed two un-named Ag-Te-S phases. Fluid inclusion studies suggest that the mineralising fluids responsible for the precious metal mineralization contained 7.0 mol % CO₂ and 7 wt % NaCl. T_H (temperature of homogenisation) determinations were in the range 295°C to 325°C and a depth of vein formation 4 km is indicated. Mineral precipitation was probably caused by cooling and adsorption of gold onto pyrite. ³⁴S values of + 1.8%o for galena from the Au + Ag + Te veins suggest a different (possibly igneous) sulphur source to that producing the Pb +Zn vein mineralization in the Tyndrum area. Although an age of 380 Ma was obtained using K-feldspar in the veins the data are not conclusive. It is argued that the Au + Ag mineralization at Tyndrum is due to hydrothermal activity related to Cu +Mo mineralization associated with the Late Caledonian granites.

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Die Gold-Silber-Gang-Vererzung von Tyndrum, Schottland

Zusammenfassung In der Gang-Vererzung von Tyndrum, Schottland, kommen eine Gold-Silber-Legierung, Hessit, Petzit und Sylvanit vor. Außerdem ergaben Mikrosondenanalysen das Vorhandensein von zwei unbekannten Ag-Te-S Phasen. Die Untersuchungen von Flüssigkeitseinschlüssen zeigen, daß die für die frühe Mineralisation verantwortlichen Lösungen 7.0% Mol.% CO₂ und 7 Gew.% NaCl enthalten haben. Die Homogenisie-rungstemperaturen liegen im Bereich von 295-325°C und weisen auf eine Tiefe der Gangentstehung von 4 km hin. Die Au-Ag-Te Mineralbildung kam vermutlich durch Abkühlung und Adsorption von Gold auf Pyrit zustande. ³⁴S-Werte von + 1.8%0, gemessen an Bleiglanz aus Au-Ag-Te-Gängen deuten eine magmatische Schwefelherkunft an, während die Pb-Zn-Gangmineralisation eine andere Schwefelquelle vermuten läßt. Die Altersdatierung der Gänge von 380 Mio. Jahren läßt sich derzeit noch nicht sinnvoll interpretieren. Es wird angenommen, daß die Au-Ag-Vererzung von Tyndrum durch hydrothermale Aktivität im Zusammenhang mit einer an spätkaledonische Granite gebundenen Cu-Mo-Vererzung entstanden ist.

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With 5 Figures     

Hydrocarbon-bearing fluid inclusions in the Drau Range (Eastern Alps, Austria): implications for the genesis of Bleiberg-type Pb-Zn deposits

Summary Hydrocarbons in ore minerals of Bleiberg-type Pb-Zn deposits and in authigenic quartz of the Drau Range (Eastern Alps) have been analysed by bulk-sample gas chromatography and fluorescence microscopy. Microthermometric data and the molecular composition of the hydrocarbons indicate a hot (120° to 130°C) pulse of migrating condensate-like hydrocarbons within Late Triassic sediments during Middle Cretaceous to Early Tertiary times. The molecular composition of hydrocarbons enclosed in authigenic quartz corresponds to the composition of hydrocarbons trapped in Bleiberg-type ore minerals, therefore a common fluid source is assumed. The hydrocarbons possibly played an important role as reducing agents in the late stage of sulfide precipitation.

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Kohlenwasserstoffhältige Flüssigkeitseinschlüsse im Drauzug (Ostalpen, Österreich) und ihre Bedeutung für die Genese der Pb-Zn-Lagerstätten vom Bleiberg-Typ

Zusammenfassung Die organo-chemische Zusammensetzung von Kohlenwasserstoffen, die in Erzmineralen vom Typus Bleiberg and in authigenen Quarzen des Drauzuges (Ostalpen) eingeschlossen sind, wurde durch gaschromatographische and fluoreszenzmikroskopische Untersuchungen charakterisiert. Mikrothermometrische Daten und die molekulare Zusammensetzung dieser Kohlenwasserstoffphasen weisen auf migrierende kondensatartige Kohlenwasserstoffe in den Sedimenten der Obertrias während des Zeitraumes zwischen der Mittelkreide und dem Alttertiär hin. In Erzmineralen der Pb-Zn-Vererzungen vom Bleiberg-Typ können Kohlenwasserstoffe nachgewiesen werden deren molekulare Zusammensetzung dem Chemismus von Kohlenwasserstoffen, die in authigenen Quarzen eingeschlossen wurden, entspricht. Es wird vermutet, daß diese Kohlenwasserstoffe während der späten Vererzungsphase als Reduktanten wirkten.

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With 6 Figures     

Sulphur isotopes from the gruvåsen sulphide skarn deposit,Bergslagen, Sweden

Summary The Gruvåsen sulphide skarns in Western Bergslagen are hosted by a sequence of marbles and metacherts, intruded by a number of thin mafic sills and dykes of midProterozoic age. The sulphide skarns show a zonal distribution with Cu-Zn-Fesulphide-rich pyroxene skarns (± scheelite, molybdenite, cassiterite, bismuth) in the central, and Zn-Fe-Pb-As-sulphide-rich amphibole skarns in the peripheral zones of mineralization. The sulphide skarns in the central zone are closely related to a phase of local potassic alteration that affected the marbles, cherts and mafic intrusions. ³⁴S values of sulphides range between + 0.5 and + 1.3% for the central zone, and between-1.4 and + 1.5% for the peripheral zone. Sulphide-pair sulphur isotope geothermometry (Ohmoto and Rye, 1979) yields temperatures around 555°C corresponding with the temperature of 550–600°C estimated from silicate and sulphide parageneses. Although the Gruvâsen deposit is situated close to the Filipstad-type granitic intrusion, this granite is unlikely to have a genetic relationship with the sulphide mineralization, because the sulphide skarns were deformed at about 1,860 Ma, whereas the postkinematic Filipstad-type granite is dated at +- 1,640Ma (Oen, 1982). Hydrothermal fluids at estimated temperatures around 550°C, presumably heated by the coeval solidifying mafic sills and dykes, are considered responsible for the dissolution and transport of sulphur from the mafic rocks, and of metals from both mafic and felsic rocks underlying the Gruvåsen marbles, and for the redeposition of metals and sulphur in the Gruvåsen sulphide skarn deposit.

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Schwefelisotopen der Gruvåsen Sulfid-Skarnlagerstätte, Bergslagen, Schweden

Zusammenfassung Die sulfidischen Skarne von Gruvåsen, West-Bergslagen, sitzen in Mergeln and Metaquarziten auf, die von zahlreichen mitelproterozoischen, geringmächtigen mafischen Sills und Gängen durchdrungen werden. Die Sulfid-Skarne sind zoniert. Im zentralen Bereich der Mineralisation treten Cu-Zn-Fe-sulfidreiche Pyroxen-Skarne auf (+- Scheelit, Molybdenit, Cassiterit, Wismuth), während die Randzonen vorwiegend aus Zn-Fe-Pb-As-sulfidreichen Amphibol-Skarnen bestehen. Die zentralen Skarnanteile zeigen engen Zusammenhang mit einer lokalen K-Alteration der Mergel, Metaquarzite und mafischen Intrusionen. In der zentralen Zone liegen die ³⁴ S-Werte der Sulfide zwischen + 0.5 und + 1.3%, in der Randzone zwischen - 1.43 und + 1.5%. SchwefelisotopenGeothermometrie von Sulfidpaaren (Ohmoto & Rye, 1979) ergaben Temperaturen um 550°C. Diese stimmen mit den Temperaturen aus den Silikat- und Sulfidparagenesen von 550–600°C gut überein. Obwohl die Gruvåsen Lagerstätte nahe der FilipstadTyp Granitintrusion liegt, erscheint eine genetische Verbindung mit der Sulfidmineralisation unwahrscheinlich, da die Sulfid-Skarne ein Deformationsalter von 1860 Mio zeigen, während der postkinematische Filipstad-Typ Granit auf +- 1640 mio datiert ist (Oen, 19982). Es wird vermutet, daß hydrothermale Lösungen, die durch die erstarrenden mafischen Sills und Gänge auf etwa 550°C aufgeheizt worden sind, für die Vererzung verantwortlich sind. Der Schwefel kann aus den mafischen Gesteinen bezogen werden, die Metalle aus mafischen und felsischen Gesteinen, die die Gruvåsen Mergel unterlagern. Hydrothermale Aktivität verursachte Lösung, Transport und Umlagerung des Schwefels und der Metalle in die Gruväsen Sulfid-Skarn Lagerstätte.

     

The fluid phase in eclogites,glaucophane-bearing rocks and amphibolites from the central tauern window as deduced from fluid inclusion studies

Summary Fluid inclusions in rock forming quartz and in quartz from veins and Alpine fissures from eclogites and glaucophane bearing rocks of the southern Grossvenediger area as well as from amphibolitized eclogites and calcareous mica schists from the Grossglockner area (Austria) have been studied by microthermometry. The oldest fluid inclusions in the eclogites contain only CO₂ and are characterized by a very high density up to 1.15 g/cm³. From eclogite forming temperatures in the range of 500 to 550°C a trapping pressure of about 8 kb results for these inclusions. This pressure is in good agreement with that derived from the eclogite-forming mineral reactions. The amphibolites formed by retrogressive metamorphism from the eclogites show fluid inclusions containing H₂O and CO₂, the densities of the CO₂ being much lower compared to those of the fluid inclusions from the unaltered eclogites.

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Die fluide Phase in den Eklogiten, den glaukophanführenden Gesteinen und den Amphiboliten des zentralen Tauernfensters abgeleitet aus der Untersuchung der Flüssigkeitseinschlüsse

Zusammenfassung Es wurden die Flüssigkeitseinschlüsse von Gesteins- und Kluftquarzen aus den Eklogiten und glaukophanführenden Gesteinen des südlichen Großvenedigergebietes und aus Granatamphiboliten und Kalkglimmerschiefern aus dem Bereich des Großglockners (Österreich) mikrothermometrisch untersucht.Die ältesten Flüssigkeitseinschlüsse der Eklogite bestehen nur aus CO₂ mit einer sehr hohen Dichte bis 1.15 g/cm³. Aus dieser Dichte und den Temperaturen der eklogitbildenden Mineralreaktionen kann für diese nur CO₂ enthaltenden Einschlüsse ein Einschließungsdruck von etwa 8 kb errechnet werden, der mit den aus den Mineralreaktionen in den Eklogiten abgeleiteten Druckwerten übereinstimmt.Die aus Eklogiten durch Diaphtorese hervorgegangenen Amphibolite aus dem Gebiet des Großglockners enthalten keine CO₂-Einschlüsse hoher Dichte mehr. Es treten dort ausschließlich CO₂- und H₂O-führende Einschlüsse auf. Das CO₂ dieser Einschlüsse hat eine deutlich niedrigere Dichte als das CO₂ der Einschlüsse in den Eklogiten.

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With 2 Figures     

The Hill End goldfield,NSW, Australia —early metamorphic deposition of auriferous quartz veins

Summary Gold-bearing quartz veins in the Hill End goldfield, NSW Australia, comprise bedding parallel vein sets and lesser cleavage parallel and fault controlled veins which are hosted by a multiply deformed Late Silurian slate-metagreywacke turbidite sequence. Open to ptygmatic folds and boudinage are characteristic features of the veins. Metamorphic P, T estimates of 2.9 kb and 420°C during Early Carboniferous deformation and vein emplacement are obtained from the calcite, ferroan-magnesian calcite geothermometer and the Si-content of white mica. Fluid inclusions from vein quartz represent unmixed H₂O-rich and CO₂-rich low salinity fluids which have been trapped close to the solvus of the H₂O-CO₂-(NaCl-CH₄) system. Homogenisation temperatures (range 260–361°C) therefore represent true trapping temperatures. A preliminary sulphur isotope study of the vein sulphides indicates that the underlying turbidite sequence has acted as a source of sulphur (range –2.8 to 17.8 per mil). Formation of most veins early in the deformation and the lack of an obvious igneous intrusive source suggests that the gold, as for the sulphur has been derived from the metasedimentary sequence. Deposition of gold has resulted from complex destabilisation due to H₂S loss during transient vein opening and fluid pH changes accompanying CO₂-consuming wallrock reactions.

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Die Goldlagerstdtte Hill End, NSW, Australien—Bildung von goldführenden Quarzgdngen mit beginnender Metamorphose

Zusammenfassung Die goldführenden Quarzgange der Lagerstätte Hill End, NSW, Australien, treten in einer aus Schiefern und Metagrauwacken bestehenden, mehrfach deformierten, obersilurischen Turbitit-Abfolge auf Schichtparallele Quarzgange dominieren, während schieferungsparallele und an Störungen gebundene Gänge untergeordnet auftreten. Die Quarzgänge zeigen offen bis pygmotische Falten und Boudinagen als charakteristische Deformationsstrukturen Die Metamorphosehediuguogen während der unterkarboncu Deformation und Quarzgangbildung konnten mit Hilfe des Kalzit/Fe-Mg-Kalzit Geothermometers und dem Si-Gehalt der Hellglimmer abgeschätzt werden. Es ergaben sich P-T Bedingungen von 2.9 kb und 420°C. Flüssigkeitseinschlüsse im Gangquarz zeigen das Vorhandensein eines entmischten H₂O-reichen und CO₂-reichen Fluidums von geringer Salinität, welches nahe der Solvuskurve des H₂O-CO₂-(NACl-CH₄) Systems eingeschlossen worden ist. Eine vorläufige Untersuchung der Schwefelisotopen der Gangsulfide (–2.8 bis 17.8 per mil) deutet an, dass der Schwefel aus der unterlagernden Turbidit-Abfolge bezogen worden ist. Es wird vermutet, dass nich nur der Schwefel, sondern auch das Gold aus der metasedimentären Abfolge stammen, da die Qurzgänge zu einem frühen Zeitpunkt der Deformation gebildet worden sind, und intrusive magmatische Gesteine, als mögliche Erzbringer, fehlen. Destabilisierung der Goldkomplexe, verursacht durch Verlust von H₂S Zuge der Öffnung der Gangspalten, Änderungen des pH-Wertes des Fluidums und CO₂-konsumierende Reaktionen mit dem Muttergestein, führten zur Ablagerung des Goldes.

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With 6 Figures     

Alteration and the role of fluids in Ni,Cu and platinum-group element deposition,Sudbury Igneous Complex contact,Onaping-Levack area,Ontario

Summary A variety of alteration styles is associated with Cu, Ni and platinum-group element deposition in the Onaping-Levack area of the North Range of the Sudbury Structure. Two significant alteration assemblages are amphibole (actinolite) + epidote + chlorite + quartz ± albite ± K-feldspar ± calcite adjacent to Cu-rich veins in the Deep Copper Zone of Strathcona mine and the nearby Barnet property, and amphibole (actinolite to ferro-actinolite) + epidote + titanite + pentlandite + pyrite ±quartz ± magnetite in the Fraser mine Epidote Zone. The concentrically zoned Epidote Zone alteration has been further subdivided into facies that range from epidotized Footwall Breccia through actinolite-bearing rocks with few vestiges of original Footwall Breccia textures, to the most intensely altered magnetite-rich facies. Higher Fe³⁺ content in epidote in the most intensely altered rocks is compatible with the evolution of more oxidized fluids with time. Fe and Ni, in addition to Cu and PGE, have been mobilized. The 2- (L + V) and 3- (L + V + SC) phase fluid inclusions are similar in each of the deposit locations. Temperatures of first ice melting range from –64.9 to -42.3°C, indicating that the trapped fluids may be modelled in the system H₂O-NaCl-CaCl₂. Average salinities are high, between 20.8 to 34.4 NaCl wt.% eq., and show considerable overlap for each deposit. Isochores calculated from these data show a decrease in temperature range from the Epidote Zone (230 to 340°C) through Barnet (210 to 295°C) to the most distal Deep Copper Zone (175 to 280°C). The Cl-rich fluids deposited Cu and platinum-group elements in the Deep Copper Zone as a result of this thermal gradient. The high salinity fluid inclusions of the Sudbury North Range are similar to those from other high and intermediate temperature Cu-Ni-PGE deposits, and suggest that they were the result of late-stage hydrothermal activity within contact units of the Sudbury Igneous Complex.

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Alteration und die Rolle von Fluiden beim Absatz von Ni, Cu und Platingruppen-Elementen im Kontakt des Sudbury KOmplexes, Onaping-Levack-Gebiet, Ontario

Zusammenfassung Platingruppen-Elementen im Onaping-Levack-Gebiet der North Range der Sudburystruktur verbunden. Zwei signifikante Mineralassoziationen sind Amphibol (Aktinolith) und Epitot + Chlorit + Quarz + Albit ± K-Feldspat ± Calcit in der Nähe kupferreicher Gänge der Deep Copper Zone der Stratcona Mine und dem nahegelegenen BarnetVorkommen. In der Epidot-Zone der Fraser-Mine kommen Amphibol (Aktinolith -Ferroaktinolit) + Epidot + Titanit + Pentlandit + Pyrit + Quarz + Magnetit vor. Die konzentrisch zonierte Alteration der Epidotzone wurde weiter unterteilt in Facies, die von der epidotisierten Liegend-Brevkzie über Aktinolith-führende Gesteine mit Resten entsprechend der Entwicklung zunehmend oxidierter Fluide. Fe und Ni sind zusätzlich zu Cu und PGE mobilisiert worden. Die 2- (L + V) und 3- (L + V + SC) Fluid-Einschlüsse sind in jeder Lokalität ähnlich. Die Temperaturen des ersten Schmelzens von Eis schwanken von –64.9 bis –42.3 °C, und dies weist darauf hin, daß diese Fluide dem System H₂O-NaCl-CaCl₂ angehören. Die durschnittlichen Salinitäten sind hoch, zwischen 20.8 und 34.4 NaCl wt.% und zeigen beträchtliche Überschneidungen für jede Lagerstätte. Isochoren, die aus diesen Daten berechnet wurden, zeigen eine Abnahme der Temperaturen von der Epidot-Zone (230–340°C) durch Barnet (210–295°C) zu der am weitesten entfernten Deep Copper Zone (175–280°C). Die Cl-reichen Fluide lagerten, durch diesen thermalen Gradienten bestimmt, Kupfer-und Platingruppenelemente in der Deep Copper Zone ab. Die Fluid-Einschlüsse mit hoher Salinität der Sudbury North Range sind denen von anderen Kupfer-Nickel-PGE-Lagerstätten, die bei hohen bis intermediären Temperaturen gebildet wurden, ähnlich. Dies weist darauf hin, daß sie das Ergebnis von später hydrothermaler Aktivität in den Kontaktzonen des Sudbury-Komplexes sind.

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With 5 Figures     

Evolution of fluids responsible for iron skarn mineralisation: An example from the Vyhne-Klokoc deposit, Western Carpathians, Slovakia

Summary Vyhne-Klokoc, the largest Fe-Skarnn deposit in the Western Carpathians, is related to the emplacement of a large granodiorite pluton in the central zone of a Neogene stratovolcano. Skarn mineralisation is developed in places where apophyses of the pluton intruded basement carbonates. Granodiorite in the apophyses grades into rocks of granitic composition, involving the replacement of mafic minerals and a concomitant decrease in Fe-content. Ca-magnetite exoskarns (not accompanied by endoskarns) developed in three paragenetic stages. Fluid inclusion (Fl) data for quartz in granodiorite suggest the existence of aqueous fluid immiscibility during the early hydrothermal stages. Three end-members of Fis were recognised, with a continuum between all three types. High salinity, liquid-rich, probably secondary Fls (29-68 wt % NaCl eq., Th 450 to 570'C, composed of NaCl+FeCl₂+KCl) coexist with vapour-rich Fls with low but variable salt contents (+CO₂). Probably late secondary Fls (1-25 wt % NaCl eq., composed mainly of NaCl+CaCl₂, Th 188–283°C) form the other end-member type of Fls trapped in granodiorite quartz. Fls from skarn garnets show a large variation in salinity (4-23 wt % NaCl eq., composed of NaCl±FeCl₂+CaCl₂+ KCl+MgCl₂) and Th (220–370°C), independent of the garnet types, probably reflecting variable amounts of magmatic fluids and low salinity meteoric waters. Fls in retrograde quartz, calcite and sphalerite show progressively more dilute (0-4 wt % NaCl eq, Th 215–380°C), probably dominantly meteoric fluids with evidence for boiling at shallow depth. Chlorite crystallisation temperatures, calculated from the chlorite geothermometer, are in good agreement with the Th data for Fls in associated skarn minerals. Compositional changes in the granodiorite apophyses are the result of subsolidus autometasomatic reactions of accumulated saline magmatic fluid inside the apophyses with pre-existing mafic mineral phases. Reactions add the iron to the fluid -the potential source for magnetite skarn. Later mixing with dilute, cooler probably meteoric waters had the effect of decreasing the salinity and density of the equilibrated magmatic fluid, making it more buoyant and capable of moving out from the apophyses into the country rocks, causing metasomatic reactions and precipitating magnetite. An overlap exists between the FI microthermometry data from primary Fls in garnets and late secondary Fls in the granodiorite quartz indicating the same sources of the hydrothermal fluids - probably mixtures of magmatic and meteoric waters. Based on fluid inclusion, geological, petrological and mineralogical data, an integrated fluid evolution model involving magmatic and meteoric fluids is developed to explain the geological and fluid controls on Fe-skarn mineralization associated with granodiorite intrusions. Die Evolution von Fluiden bei Fe-skarn Mineralisation: Ein Beispiel von der Lagerstätte Vyhne-Klokoc, West-Karpathen, Slowakei.

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Die Evolution von Fluiden bei Fe-Skum Mineralisation: Ein Beispel von der Lagerstátte Vyhne-Klokoc, West-Karpathen, Slowakei.

Zusammenfassung Vyhne-Klokoc ist die größte Fe-skarn Lagerstätte in den Westkarpathen. Sie steht in Beziehung zur Platznahme eines großen Granodiorit-Plutons in der Zentralzone eines neogenen Stratovulkans. Skarn-Vererzung ist dort zu finden, wo Apophysen des Plutons Karbonate des Basements intrudieren. In den Apophysen geht Granodiorit in Gesteine granitischer Zusammensetzung über, wobei mafische Minerale verdrängt werden und der Fe-Gehalt abnimmt. Ca-Magnetit-Exoskarne (nicht von Endoskarnen begleitet) entstanden in drei paragenetischen Stadien. Flüssigkeits-Einschluß-Daten (F1) für Quarz in Granodiorit weisen auf Unmischbarkeit von Fluiden während der frühen hydrothermalen Stadien hin. Drei Endglieder von FI liegen vor, die durch Kontinuum miteinander verbunden sind. Hochsalinare, wahrscheinlich sekundäre FI mit hohem Anteil fluider Phase (29-68 wt % NaCl eq., Th 450-570°C, bestehend aus NaCl+FeCl₂+KCl) koexistieren mit Gas-reichen FI mit niedrigem aber variablem Salzgehalt (+C02). Sekundäre, wahrscheinlich spät gebildete FI (1-25 wt% NaCl eq., Hauptbestandteile NaCl+CaCl₂, Th 188–283°C) bilden das andere Endglied von FI in Granodiorit-Quarz.FI aus Skarn-Granaten zeigen größere Variationen der Salinität (4-23 wt % NaCl eq., Hauptkomponenten NaCl±FeCl₂+CaCl₂+KCl+M₉Cl₂) und Th (220–370°C). Diese Zusammensetzungen sind unabhängig von der Art der Granate und dürften das Ergebnis von Mischung variabler Mengen magmatischer Fluide und meteorischer Wässer niedriger Salinität sein. FI in retrogradem Quarz, Calcit und Sphalerit zeigen zunehmend mehr verdünnte (0-4 wt% NaCI eq., Th 215–380°C), wahrscheinlich großteils meteorische Fluide mit Hinweisen auf Kochen in geringer Tiefe. Temperaturen für die Kristallisation von Chlorit wurden mit dem Chlorit-Geothermometer ermittelt; diese stimmen gut mit Th-Werten für FI in assoziierten Skarn-Mineralen überein. Änderungen der Zusammensetzung der Granit-Apophysen sind das Ergebnis von autometasomatischen Subsolidus-Reaktionen magmatischer Fluide, die sich in den Apophysen angesammelt haben, mit präexistierenden mafischen Mineralen. Solche Reaktionen erhöhen den Fe-Gehalt in den Fluiden - die potentielle Quelle für Magnetit-Skarne. Spätere Mischung mit verdünnten, kühleren Fluiden, wahrscheinlich meteorischer Herkunft, senkte Salinität und Dichte der magmatischen Fluide und erleichterte so ihren Aufstieg in die Nebengesteine. Dies führte zu metasomatischen Reaktionen und zur Ausfällung von Magnetit. Mikrothermometrische Daten von primären FI in Granat und von sekundären FI in Granodiorit-Quarz überlappen teilweise und weisen auf ähnliche Ausgangs-Fluide hin, wahrscheinlich Mischungen magmatischer und meteorischer Wässer. Geologische, petrologische, mineralogische und FI-Daten ermöglichen die Entwicklung eines integrierten Modells für die FluidEvolution bei der Bildung von Fe-Skarnen in Granodiorit-Intrusionen.

     

The Machangqing copper-molybdenum deposits, Yunnan, China — an example of Himalayan porphyry-hosted Cu-Mo mineralization

Summary The Machangqing copper-molybdenum deposits occur in the Shanjian fold belt, Yunnan Province, China. Two types of ores are distinguished: (1) Cu-Mo quartz veinlets in magnetite-series granite porphyry; and (2) Cu-Mo skarns occurring at the contact between the Ordovician sedimentary sequence and the granite porphyry. With decreasing temperature and of hydrothermal fluids initially in equilibrium with K-feldspar, the following alteration patterns developed within the porphyry, from the center outwards: silicification, K-silicate, phyllic and argillic alteration. The paragenetic sequence of alteration minerals observed in the Cu-Mo skarns resulted from decreasing temperature and/or increasing of the hydrothermal fluids initially in equilibrium with grandite garnet. Fluid inclusions in quartz suggest boiling during the mineralization. The mineralization temperatures based on filling temperatures and salinities of quartz are in the following ranges: about 265° to 400 °C and 5.0 to 14.6 wt.% NaCl eq. for the Cu-Mo veinlets; and 200° to 500 °C and 10.2 to 42.0 wt.% NaCl eq. for the Cu-Mo skarns. As is evident from log fo₂-pH diagrams, ores of the early stage of mineralization in the Cu-Mo skarns, characterized by the assemblage magnetite + pyrite + rare pyrrhotite + K-feldspar + quartz, were deposited from highly alkaline and high temperature fluids. With decreasing temperature and fo₂, the pH of the ore fluids was shifted towards slightly alkaline to neutral, with the resultant formation of the main stage ores, characterized by the assemblage chalcopyrite + pyrite + molybdenite + sphalerite + K-feldspar +sericite (muscovite) + epidote + uartz. Very minor amounts of ore minerals, including matildite, bismuthinite and electrum, are associated with a late stage of ore formation.In the case of the Cu-Mo veinlets, it can be stated roughly that both fs₂ and fo₂ conditions were in the stability field of pyrite, with pH of the ore fluids buffered by the assemblage sericite + K-feldspar +quartz ± calcite. K-Ar age determinations were made on the granite porphyry, biotite phenocrysts and hydrothermal biotite in the Cu-Mo skarns, giving ages of 42.5 to 34.6 Ma, 52.3 Ma, and 39.2 to 26.4 Ma, respectively.It is concluded that the Cu-Mo mineralization at Machangqing shows a close spatial and temporal association with the Himalayan felsic magmatism of the magnetite-series type.

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Die Machangqing Kupfer-Molybdän-Lagerstätten, Yunnan, China — Ein Beispiel für prophyrische Cu-Mo Vererzung im Himalaya

Zusammenfassung Die Kupfer-Molybdän-Lagerstätten von Machangqing treten im Shanjian Faltengürtel in der Provinz Yunnan, China, auf. Zwei Erztypen sind unterscheidbar: (1) Cu-Mo Quarzgängchen in einem porphyrischen Granit der Magnetit-Serie; (2) Cu-Mo-Skarne am Kontakt zwischen der ordovizischen Sedimentabfolge und dem porphyrischen Granit. Mit Abnahme der Temperatur und des Verhältnisses der hydrothermalen Fluide, die ursprünglich mit Alkalifeldspat im Gleichgewicht waren, entwickelten sich in diesem Porphyrstock vom Zentrum randwärts folgende Alterationszonen: Silizifizierung, K-silikatische, phyllische und argillische Alteration. Die paragenetische Abfolge der Alterationsminerale, die in den Cu-Mo Skamen zu beobachten sind, sind das Resultat abnehmender Temperatur und/oder einer Zunahme des -Verhältnisses der hydrothermalen Fluide, die ursprünglich mit Grandit-Granat im Gleichgewicht waren. Flüssigkeitseinschlüsse in Quarz weisen auf Siedeprozesse während der Mineralisation hin. Die aus den Einschlußtemperaturen und Salinitäten in Quarz bestimmten Mineralisationstemperaturen liegen für die Cu-Mo-Gängchen zwischen 265–400 °C und zwischen 5–14.6 Gew.% NaCI Äquiv. und zwischen 200–500 °C und 10.2–42 Gew.% NaCI Äquiv. für die Cu-Mo Skarne. Wie aus log fo₂-pH Diagrammen hervorgeht, ist die im Frühstadium der Cu-Mo Skamvererzung entstandene Vergesellschaftung von Magnetit +Pyrit+selten Magnetkies + Alkalifeldspat + Quarz durch Ausfällung aus sehr alkalischen und hochtemperierten Fluiden entstanden. Mit Temperatur- und fo₂-Abnahme wurde der pH der Lösungen leicht alkalisch bis neutral. Dies resultierte in der Bildung der Erze des Hauptstadiums, das durch Chalcopyrit + Pyrit + Molybdänit + Sphalerit + Alkalifeldspat + Serizit (Muscovit) + Epidot + Quarz charakterisiert ist. Sehr geringe Mengen an Erzmineralen inklusive Matildit, Bismuthinit und Elektrum sind dem Spätstadium der Vererzung zuzuordnen. Für die Cu-Mo-Gängchen läßt sich etwas verallgemeinernd feststellen, daß fo₂ und fs₂ im Stabilitätsbereich von Pyrit lagen, wobei der pH der Erzfluide durch die Paragenese Serizit+Alkalifeldspat+Quarz+Calcit gepuffert wurde. K-Ar Altersbestimmungen wurden am porphyrischen Granit, an Biotit-Phänokristallen und an hydrothermal gebildetem Biotit der Cu-Mo Skarne durchgeführt. Sie ergaben Alter von 42.5–34.6, 52.3 bzw. 39.2-26.4 Ma.Die Cu-Mo Vererzung von Machangqing zeigt eine räumliche und zeitliche Assoziation mit dem sauren Magmatismus der Magnetit-Serie im Himalaya.

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With 12 Figures